تأتي الثقوب السوداء بثلاثة أحجام: صغيرة ومتوسطة وكبيرة. الثقوب السوداء الصغيرة ذات كتلة نجمية. تتشكل عندما ينهار نجم كبير في نهاية حياته. تكمن الثقوب السوداء الكبيرة في مراكز المجرات وهي ملايين أو بلايين الكتل الشمسية. الثقوب السوداء متوسطة الحجم تلك التي بين 100 إلى 100000 كتلة شمسية. تُعرف باسم الثقوب السوداء المتوسطة الكتلة (IMBHs) ، وهي النوع الذي لا نفهمه كثيرًا.
واحدة من أكبر الصعوبات في دراسة IMBHs هو أنه من الصعب العثور عليها. نعتقد أنها تتشكل عندما تندمج النجوم الكبيرة أو الثقوب السوداء ذات الكتلة النجمية في مراكز العناقيد الكروية ، لذلك تميل إلى أن تكون محجوبة داخل مجموعة كثيفة من النجوم الساطعة. عادة ما تكون الثقوب السوداء الوسيطة غير نشطة ، لذلك لا يمكننا أيضًا التعرف عليها من خلال نفاثاتها أو الأشعة السينية الشديدة. لكن يجب أن تكون شائعة إلى حد ما. تشير التقديرات إلى أن حوالي 45000 ثقب أسود متوسط الكتلة يمكن أن تكون بالقرب من مجرتنا.
M45 عبارة عن كتلة كروية يمكن أن تؤوي ثقبًا أسود. الائتمان: ESA / Hubble & NASA
استخدم فريق مؤخرًا تقنية جديدة للعثور على واحد منهم. تستخدم طريقتهم رشقات أشعة جاما وعدسات الجاذبية. أ انفجار أشعة جاما (GRB) هو وميض مشرق لأشعة جاما يحدث من وقت لآخر. من المحتمل أن تحدث عندما ينفجر نجم كبير على شكل فرط نوفا ، أو عندما يصطدم نجمان كبيران و يندمجان. عادة ، سوف يحدث GRB على شكل وميض واحد يستمر حوالي نصف ثانية ، ولكن في بعض الأحيان سنرى ومضتين في نفس المنطقة العامة من السماء في نفس الوقت تقريبًا. الآن يمكن أن تكون هذه مجرد فرصة عشوائية ، ولكن من المرجح أن الوميضين نتجا عن نفس GRB ، لكنهما يظهران على شكل ومضات متعددة بسبب عدسة الجاذبية.
كيف يمكن لعدسات الجاذبية أن تجعل ومضة واحدة تظهر على شكل ومضات متعددة. الائتمان: NASA و ESA و D. Player (STScI)
حلل الفريق نمط وطيف الاندفاع المزدوج ليبين أن الثاني كان صدى للدفعة الأولى. أكد هذا أن الحدث قد انعكس جاذبيًا بواسطة كتلة بيننا وبين GRB. ثم استخدموا توقيت الرشقات لحساب لتحديد السبب. ووجدوا أن البيانات تتفق مع ثقب أسود متوسط الكتلة يبلغ حوالي 55000 كتلة شمسية.
لا يمكن استخدام هذه الطريقة للعثور على الكثير من الثقوب السوداء متوسطة الكتلة ، ولكن كل IMBH نعثر عليه يعطينا مصدرًا آخر للمعلومات. ربما كانت الثقوب السوداء ذات الكتلة المتوسطة في بدايات الكون هي بذور الثقوب السوداء الهائلة التي نراها في المجرات اليوم. كلما فهمنا المزيد عن الأطفال الأوسط من عائلة الثقب الأسود ، كلما استطعنا أكثر كيف ساعدت الثقوب السوداء في تشكيل كوننا الحديث.
المرجعي:بينتر وجيمس وراشيل ويبستر وإريك ثرين. ' دليل على وجود ثقب أسود متوسط الكتلة من انفجار أشعة جاما بعدسة جاذبية. 'علم الفلك الطبيعي(2021): 1-9.
